在伺服系統(tǒng)的調試過程中，需要能夠準確發(fā)送各種測試信號的正弦機。但通常使用的機電正弦機具有難以克服的機械傳動空回、死區(qū)及波形失真和漂移、裝訂參數可重復性差等缺點。

　　為了克服以上缺點，作者開發(fā)了8098數字正弦機。

　　1　硬件組成

　　8098數字正弦機采用MCS-96系列8098單片機［1，2］(也可選用兼容的80C196單片機)和5VASZZ系列DSC模塊，以軟件方法產生階躍、等速、周期等速和正弦等信號，通過8255直接16位數字輸出，或分精粗各12位數字量分送兩個DSC轉化為三相模擬電壓雙通道輸出。在此過程中，利用8279顯示和控制正弦機的運行狀態(tài)。8098數字正弦機的硬件組成框圖如圖1。

圖1　8098數池正弦機硬件組成框圖

　　2　軟件實現

　　8098數字正弦機的大部分功能是利用8098的匯編語言編程實現的，其軟件功能框圖如圖2所示。

圖2　8098數字正弦機軟件功能框圖

　　2.1　信號的產生

　　下面以正弦信號的產生為例說明這部分的設計思想。

　　2.1.1　算法　

　　正弦運動的實現實質上是按給定周期的正弦函數值，在單位時間送位置偏移置y，然后加上正弦的基值y0，即可得到繞基值按正弦規(guī)律變化的位置量A0。由于內存有限，且為了簡化程序，設計中采用先計算出1/4個周期的正弦曲線，再通過銜接處理得到整個周期正弦曲線的方法。其中位置偏移量的計算是根據裝訂的正弦周期值T，計算出單位幅值標準正弦曲線，然后用裝訂的正弦幅值M乘以每個計算點對應的標準正弦值x，即可得到按正弦規(guī)律變化的位置偏移量。

　　2.1.2 　正弦引導　

　　為保證被測伺服系統(tǒng)按正弦幅值平穩(wěn)變化，在正弦運動起始段與結束段均設計了正弦幅值的引導程序。下面以起始引導為例加以說明：根據裝訂的正弦周期值T計算出需要引導的點數N，從第一點(n=0)開始，正弦的幅值m從0開始按比例線性增加，直至最后一點(n=N)，恰好使得此時的m等于裝訂的正弦幅值M，這就完成了引導(結束引導是反過來從M開始線性遞減至0)。8098數字正弦機規(guī)定引導一個周期。正弦引導的算法公式為

　　N=400T,    (1)

　　m=Mn/N，(n由0到N變化),    (2)

　　y=mx,    (3)

　　A0=y0±y。    (4)

　　在引導的正半個周期，式(4)“+”號有效；負半個周期“-”號有效。正弦引導曲線示意圖如圖3所示。

圖3　正弦引導曲線示意圖